一種高可靠性的主接線方案及其備用電源自投方案

1、PLA T一種高可靠性的主接線方案及其備用電源自投方式 何學(xué)東，王偉剛，陳志鵬 (國電自動(dòng)化研究院,江蘇省南京市 210003) 摘要： 介紹了一種高可靠性的適合帶重要負(fù)荷的主接線方案以及該主接線的備自投方案。該方案對(duì)于重要負(fù)荷提供兩組備用電源，大大提高了其可靠性。該方案已在北京一些工程中得到應(yīng)用。 關(guān)鍵詞： 可靠性配電站備用電源自投 0  引言 配電是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電的最終目的，因而配電的可靠性尤其是重要負(fù)荷的配電可靠性越發(fā)受到各方面的重視。合理的電氣主接線方案是可靠配電的基礎(chǔ)，選用合適的備用電源自投邏輯是提高配電可靠性的關(guān)鍵途徑。 

2、60;     單母線分段式的內(nèi)橋接線是一種常見的主接線，這種主接線既可以實(shí)現(xiàn)兩母線之間的分段自投，又可以實(shí)現(xiàn)兩進(jìn)線之間的互投，運(yùn)行比較靈活。但是這種主接線方案只有一路備用電源，如果該備用電源本身失電或者檢修就會(huì)使備自投失去功能，從而使所帶負(fù)荷失電，這是一些重要負(fù)荷所不允許的。為此對(duì)原有的主接線進(jìn)行了修改，采用了如下的主接線方案。1  中心配電站備用電源自投方案中心配電站的典型接線見圖1。 圖1  中心配電站的典型接線Fig.1  Typical connectio

3、n of central distribution1.110kV中心配電站系統(tǒng)運(yùn)行方式方式一（即系統(tǒng)正常工作狀態(tài)）：#1進(jìn)線斷路器A和#2進(jìn)線斷路器B合上，分段斷路器C斷開；備用電源進(jìn)線斷路器D接于10kV（I）段,饋線斷路器E接于10kV（II）段，其運(yùn)行方式固定為斷路器D斷開，斷路器E合上（斷路器E與備投無關(guān)后文不再述及）。方式二：#1進(jìn)線斷路器A和#2進(jìn)線斷路器B合上，分段斷路器C斷開；備用電源進(jìn)線斷路器D檢修。方式三：備用電源進(jìn)線斷路器D和#2進(jìn)線斷路器B合上，分段斷路器C斷開；#1進(jìn)線斷路器A檢修。1.2各種運(yùn)行方式對(duì)備用電源自投的要求方式一對(duì)備用電源自

4、投的要求：a. 10kV（I）段由#1進(jìn)線A供電，若#1進(jìn)線故障，其保護(hù)動(dòng)作信號(hào)不跳本斷路器，而去閉鎖備用進(jìn)線斷路器D和分段斷路器C的備用自投。即為確保發(fā)生10kV母線故障時(shí)另一段母線的安全運(yùn)行，斷路器D和C均不自投。同樣，10kV（II）段由#2進(jìn)線B供電，若#2進(jìn)線故障，其保護(hù)動(dòng)作信號(hào)不跳本斷路器，而去閉鎖10kV分段斷路器C的備用自投。b. 若10kV（I）段失電時(shí)，斷路器D和斷路器C的備用自投裝置未收到#1進(jìn)線斷路器A的保護(hù)動(dòng)作閉鎖信號(hào)，則當(dāng)備用自投檢測條件滿足后，斷路器D將執(zhí)行備用自投，若斷路器D自投不成功，則啟動(dòng)斷路器C的備用自投裝置檢測備用自投條件，條件滿足后

5、執(zhí)行備用自投。c. 若10kV（II）段失電時(shí)，斷路器C的備用自投裝置未收到#2進(jìn)線斷路器的保護(hù)動(dòng)作閉鎖信號(hào)，則當(dāng)備用自投檢測條件滿足后，斷路器C執(zhí)行備用自投。方式二對(duì)備用電源自投的要求：a. 若#1（#2）電源進(jìn)線A（B）故障，其保護(hù)動(dòng)作信號(hào)不跳本斷路器，而去閉鎖分段斷路器C的備用自投。b. 若10kV（I）（II）段失電時(shí)，斷路器C的備用自投裝置未收到#1（#2）電源進(jìn)線斷路器A（B）的保護(hù)動(dòng)作閉鎖信號(hào)，則當(dāng)備用自投檢測條件滿足后，斷路器C將執(zhí)行備用自投。方式三對(duì)備用電源自投的要求：a. 若電源進(jìn)線D（B）故障，其保護(hù)動(dòng)作信號(hào)不跳本斷路器，而去閉鎖分

6、段斷路器C的備用自投。b. 若10kV（I）（II）段失電時(shí)，斷路器C的備用自投裝置未收到電源進(jìn)線斷路器D（B）的保護(hù)動(dòng)作閉鎖信號(hào)，則當(dāng)備用自投檢測條件滿足后，斷路器C將執(zhí)行備用自投。1.310kV分段斷路器C備用電源自投裝置功能技術(shù)要求裝置應(yīng)能滿足方式一、方式二和方式三的備自投要求，因方式二和方式三可以看成方式一部分過程，本節(jié)主要針對(duì)方式一講述，方式一對(duì)備用電源自投的要求見上述。a. C備投裝置應(yīng)引入的模擬量和開入量引入10kV（I）段和10kV（II）段的母線PT電壓、工作電源進(jìn)線A和B的PT電壓、以及10kV（I）段備用電源進(jìn)線D的PT電壓，用于有壓、無壓判別；引入斷

7、路器A、斷路器B、斷路器D和斷路器C的跳閘位置接點(diǎn)及合閘后位置接點(diǎn)，用于系統(tǒng)運(yùn)行方式判別，自投準(zhǔn)備及自投動(dòng)作；引入斷路器A、斷路器B和斷路器D的保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)，在發(fā)生10kV母線故障時(shí)閉鎖分段斷路器C的備用自投；引入D備投裝置發(fā)出的允許自投開入，在D自投不成功時(shí)啟動(dòng)斷路器C備投。b. C裝置實(shí)現(xiàn)備用電源自投的條件檢無壓條件(用于工作電源斷路器未跳開時(shí))：10kV（I）段無壓檢查條件為：10kV（I）段母線PT電壓和10kV（I）段工作電源進(jìn)線A的PT電壓為“與”條件或10kV（I）段母線PT電壓和10kV（I）段備用電源進(jìn)線D的PT電壓為“與”條件。10kV（II）段無壓檢查條件為：1

8、0kV（II）段母線PT電壓和10kV（II）段工作電源進(jìn)線B的PT電壓為“與”條件。此“與”條件用來防止PT三相斷線后造成分段斷路器C的誤自投。檢有壓條件：10kV（II）段母線PT有電壓或10kV（I）段母線PT有電壓；檢斷路器跳閘完成：有TWJ=1開入。檢允許自投開入：與斷路器D備自投配合時(shí)，需檢查到允許自投開入，才啟動(dòng)備自投動(dòng)作邏輯。c. C裝置備自投動(dòng)作邏輯斷路器C的備用自投裝置沒有收到斷路器A（D）或斷路器B的保護(hù)閉鎖信號(hào)，斷路器C應(yīng)執(zhí)行備用自投：斷路器A因誤操作或操作機(jī)構(gòu)故障而跳閘，斷路器A已由“合位”變?yōu)椤疤弧?，則裝置應(yīng)檢查10kV（I）段無壓，檢查10kV（II）

9、段有壓，并檢查到允許自投開入，自投條件滿足，斷路器C執(zhí)行備用自投，使斷路器C合閘。因斷路器A的上級(jí)斷路器跳閘（包括正常跳閘或故障跳閘）而使10kV（I）段失電時(shí)，裝置以“與”條件檢無壓檢查到10kV（I）段無壓，則向斷路器A發(fā)出跳閘指令，使斷路器A跳閘，斷路器A由“合位”變?yōu)椤疤弧?，同時(shí)裝置檢測到10kV（II）段有壓，并檢查到允許自投開入，自投條件滿足，斷路器C執(zhí)行備用自投，使斷路器C合閘。斷路器B因誤操作或操作機(jī)構(gòu)故障而跳閘，斷路器B已由“合位”變?yōu)椤疤弧保瑒t裝置應(yīng)檢查10kV（II）段無壓，檢查10kV（I）段有壓，自投條件滿足，斷路器C執(zhí)行備用自投，使斷路器C合閘。因斷路器B的上級(jí)

10、斷路器跳閘（包括正常跳閘或故障跳閘）而使10kV（II）段失電時(shí)，裝置以“與”條件檢無壓檢查到10kV（II）段無壓，則向斷路器B發(fā)出跳閘指令，使斷路器B跳閘，斷路器B由“合位”變?yōu)椤疤弧?，同時(shí)裝置檢測到10kV（I）段有壓，自投條件滿足，斷路器C執(zhí)行備用自投，使斷路器C合閘。d. 合閘后加速保護(hù)功能裝置應(yīng)配置獨(dú)立的合閘后加速保護(hù)，無論是備用自投在故障上，還是手動(dòng)合閘在故障上，都應(yīng)實(shí)現(xiàn)加速動(dòng)作于10kV分段斷路器C的跳閘。e. PT斷線檢查功能裝置檢查到10kV（I）段 或10kV（II）段PT斷線后，應(yīng)立即發(fā)報(bào)警信號(hào)。1.410kV備用電源進(jìn)線斷路器D備用電源

11、自投裝置功能技術(shù)要求裝置應(yīng)能滿足方式一的備自投要求。若工作電源A故障而引起斷路器A保護(hù)動(dòng)作，A的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)應(yīng)去閉鎖斷路器D備自投。若D備自投裝置沒有收到A的保護(hù)閉鎖信號(hào)，則在備用自投檢測條件滿足后，斷路器D應(yīng)執(zhí)行備用自投，如不成功，發(fā)允許分段斷路器C備投信號(hào)。a. D備投裝置應(yīng)引入的模擬量和開入量引入10kV（I）段母線PT電壓、工作電源進(jìn)線A的PT電壓、備用電源進(jìn)線D的PT電壓，用于有壓、無壓判別；引入斷路器A和斷路器D的跳閘位置接點(diǎn)及合閘后位置接點(diǎn)，用于系統(tǒng)運(yùn)行方式判別，自投準(zhǔn)備及自投動(dòng)作；引入A的保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)，在發(fā)生10kV母線故障時(shí)閉鎖D備自投。b. D裝置實(shí)現(xiàn)備

12、用電源自投的條件檢無壓條件(用于工作電源斷路器未跳開時(shí))：10kV（I）段母線PT電壓和進(jìn)線A的PT電壓為“與”條件，并以此“與”條件來防止PT三相斷線后造成斷路器D誤自投。檢有壓條件：10kV備用電源進(jìn)線D的PT有壓。檢斷路器跳閘完成：有TWJ=1開入。c. D裝置備自投動(dòng)作邏輯D裝置沒有接到A的保護(hù)閉鎖備用自投信號(hào)，D裝置應(yīng)執(zhí)行備用自投：D裝置檢測到斷路器A已跳閘，并檢測到10kV（I）段無壓，此屬斷路器A由于誤操作跳閘或操作機(jī)構(gòu)故障跳閘，若進(jìn)線D的PT有壓，檢測條件滿足，則斷路器D應(yīng)執(zhí)行備用自投。D裝置以“與”條件檢測到10kV（I）段無壓，但斷路器A仍在“合閘位”，此屬斷路器

13、A的上級(jí)斷路器跳閘使10kV（I）段失電，若進(jìn)線D的PT有壓，D裝置應(yīng)向A發(fā)出跳閘指令，使A跳閘，A的位置信號(hào)由“合閘位”變?yōu)椤疤l位”后，確認(rèn)已與故障點(diǎn)隔離，檢測條件滿足，再使D執(zhí)行備用自投。如D的自投合閘指令發(fā)出1s后，D的位置接點(diǎn)未變位，即D自投不成功，則D裝置應(yīng)向分段斷路器C發(fā)出允許自投指令。 2備用電源自投的實(shí)現(xiàn)使用南瑞繼保電氣公司生產(chǎn)的RCS-9651備用電源自投裝置可以實(shí)現(xiàn)上述功能要求，此裝置在斷路器D及斷路器C各配一臺(tái)。2.1備自投裝置基本配置備自投方面的主要功能有：兩種方式的無壓啟動(dòng)分段開關(guān)備自投；兩種方式的位置啟動(dòng)分段開關(guān)備自投。保護(hù)方面的主要功能有：經(jīng)復(fù)壓閉鎖的

14、兩段定時(shí)限過流保護(hù)；一段零序過流保護(hù)；合閘后加速保護(hù)。2.2裝置原理1DL、2DL、3DL(分段)斷路器位置接點(diǎn)（TWJ），用于系統(tǒng)運(yùn)行方式判別，自投準(zhǔn)備及自投動(dòng)作；引入一個(gè)閉鎖備自投開入；引入一個(gè)允許啟動(dòng)備自投開入。備自投邏輯：充電條件：1)1DL、2DL在合位，3DL在分位；       2)母、母均有壓；       經(jīng)整定延時(shí)完成充電。放電條件：1)3DL在合位；2)有外部閉鎖信號(hào)；3)手跳1DL或2DL；4)、母均無壓，經(jīng)延時(shí)放電。自投方式1動(dòng)作

15、過程：當(dāng)充電完成后，"啟動(dòng)備自投方式1,3"開入允許，母無壓且Ux1無壓(均小于無壓啟動(dòng)定值)，母有壓則經(jīng)Tt1延時(shí)跳開1DL。確認(rèn)1DL跳開后，同時(shí)母無壓（三相電壓均小于無壓合閘定值）經(jīng)Th1延時(shí)合上3DL。自投方式2動(dòng)作過程：當(dāng)充電完成后，母無壓且Ux2無壓(均小于無壓啟動(dòng)定值)，母有壓則經(jīng)Tt2延時(shí)跳開2DL。確認(rèn)2DL跳開后，同時(shí)母無壓（三相電壓均小于無壓合閘定值）經(jīng)Th2延時(shí)合上3DL。自投方式3動(dòng)作過程：當(dāng)充電完成后，"啟動(dòng)備自投方式1,3"開入允許，1DL跳開，母無壓（三相電壓均小于無壓合閘定值），母有壓則經(jīng)Th3延時(shí)合上3DL。自投方式4

16、動(dòng)作過程：當(dāng)充電完成后，2DL跳開，母無壓（三相電壓均小于無壓合閘定值），母有壓則經(jīng)Th4延時(shí)合上3DL。自給3DL發(fā)合令起，如果在1s內(nèi)3DL的TWJ沒有返回，則裝置輸出“啟動(dòng)遠(yuǎn)方BZT”信號(hào)(持續(xù)30s后返回)；如果在1s內(nèi)3DL的TWJ已經(jīng)返回則不啟動(dòng)。2.3C和D備投裝置對(duì)定值整定及外部接線的要求C備投裝置：投入自投方式1、2、3、4；引入“啟動(dòng)備自投允許”開入（A或D檢修時(shí)，用壓板固定投入）；增加切換開關(guān)，用于A運(yùn)行或D運(yùn)行時(shí)對(duì)位置接點(diǎn)、交流電壓、跳閘輸出進(jìn)行切換；A（D）斷路器對(duì)應(yīng)C裝置內(nèi)1DL，B斷路器對(duì)應(yīng)裝置內(nèi)2DL，C斷路器對(duì)應(yīng)裝置內(nèi)3DL。D備投裝置：投入自投方式1、3；引出“啟動(dòng)備自投允許”接點(diǎn)；A斷路器對(duì)應(yīng)D裝置內(nèi)1DL，D斷路器對(duì)應(yīng)裝置內(nèi)3DL，2DL看作固定合上（2KKJ=1，2TWJ=0）。 3  結(jié)語目前國內(nèi)配電站備自投方案眾多，產(chǎn)品多樣。使用軟硬件配置簡單的裝置，不可能實(shí)現(xiàn)重要配電站的復(fù)雜備自投邏輯；具有豐富軟硬件資源配置的裝置可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的備用電源自投方案，配置靈活，適應(yīng)性廣，但成本較高，對(duì)某具體配電站可能造成資源浪費(fèi)，且組態(tài)、調(diào)試、維護(hù)復(fù)雜。本文介紹了一種備用電